CA3034865A1 - Photonic device and conversion process for double band frequency - Google Patents

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signals
modulator
electro
frequency
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Benoit Benazet
Michel Sotom
Muriel Aveline
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Abstract

Convertisseur de fréquence photonique comprenant : un modulateur électro-optique d'intensité (MEO) présentant une entrée optique (EO), une sortie optique (SO) et au moins une entrée RF (EC, EC1, EC2) pour recevoir deux signaux radiofréquence de modulation (V RF1, V RF2) à des fréquences différentes ; un ensemble de sources optiques configurées pour générer des signaux optiques (SO1 ¨ SO4) à au moins deux longueurs d'onde différentes (.lambda.1 ¨ .lambda.4), modulés par des signaux d'oscillateurs locaux (SOL1 ¨ SOL4) respectifs dont deux au moins présentent des fréquences différentes ; et un multiplexeur optique agencé pour muliplexer lesdits signaux optiques et les injecter dans l'entrée optique du modulateur. Procédé de conversion de fréquence au moyen d'un tel convertisseur.A photonic frequency converter comprising: an electro-optical intensity modulator (MEO) having an optical input (EO), an optical output (SO) and at least one RF input (EC, EC1, EC2) for receiving two radio frequency signals of modulation (V RF1, V RF2) at different frequencies; a set of optical sources configured to generate optical signals (SO1 ¨ SO4) at at least two different wavelengths (.lambda.1 ¨ .lambda.4), modulated by local oscillator signals (SOL1 ¨ SOL4) respective of which at least two have different frequencies; and an optical multiplexer arranged to multiplex the said optical signals and inject them into the optical input of the modulator. Frequency conversion method using such a converter

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE PHOTONIQUE DE CONVERSION DE
FREQUENCE A DOUBLE BANDE
L'invention porte sur un convertisseur de fréquence photonique double bande, ainsi que sur un procédé et une charge utile photonique à conversion de fréquence utilisant un tel convertisseur.
L'invention relève du domaine de la photonique. Elle est principalement, mais pas exclusivement, destinée à être appliquée au domaine des télécommunications spatiales. Elle vise en particulier à réduire la complexité, le poids, l'encombrement, le coût et/ou la consommation énergétique des charges utiles de télécommunications embarquées dans des satellites, et notamment des récepteurs utilisés à l'extrémité des liaisons montantes. Cependant, ce concept est également applicable pour la conversion vers une fréquence plus haute pour la transmission des signaux à
radiofréquence (RF), notamment dans des liaisons descendantes.
Dans le domaine des télécommunications il est souvent nécessaire de réaliser des conversions de fréquence de signaux à
radiofréquence, et notamment à hyperfréquence. Dans le domaine des télécommunications spatiales, des conversions de fréquence sont, par exemple, nécessaires afin de retransmettre sur une liaison descendante des signaux reçus via une liaison montante. Cela peut également servir, à
abaisser la fréquence d'un signal reçu pour faciliter son traitement par des circuits électroniques, ou inversement à augmenter la fréquence d'un signal en vue de sa transmission. Enfin, il peut s'agir de combiner entre eux des signaux à radiofréquence issus de sources différentes et dont les spectres se superposent, auquel cas une conversion de fréquence est requise pour éviter des interférences. De manière conventionnelle, chaque opération de conversion de fréquence nécessite l'utilisation d'un mélangeur à
radiofréquence distinct, alimenté par un oscillateur local. Lorsque le nombre de signaux à traiter est important, cela peut conduire à la réalisation de systèmes de conversion fréquentielle très complexes, et donc coûteux, lourds,
PHOTONIC DEVICE AND METHOD FOR CONVERTING
DOUBLE BAND FREQUENCY
The invention relates to a frequency converter dual-band photonics, as well as on a process and a payload frequency conversion photonics using such a converter.
The invention relates to the field of photonics. She is mainly, but not exclusively, intended to be applied to the space telecommunications. In particular, it aims to reduce the complexity, weight, bulk, cost and / or consumption telecommunications payloads embedded in satellites, including receivers used at the end of links rising. However, this concept is also applicable for the conversion to a higher frequency for the transmission of signals to radio frequency (RF), especially in downlinks.
In the field of telecommunications it is often necessary to perform signal frequency conversions to radiofrequency, and in particular microwave. In the field of space telecommunications, frequency conversions are, for example, example, necessary to retransmit on a downlink signals received via an uplink. This can also be used to lower the frequency of a received signal to facilitate its processing by electronic circuits, or conversely to increase the frequency of a signal for transmission. Finally, it may be a question of combining radiofrequency signals from different sources whose spectra are overlap, in which case a frequency conversion is required to avoid interference. In a conventional way, each operation of frequency conversion requires the use of a mixer to separate radio frequency, powered by a local oscillator. When the number signals to be processed is important, this can lead to the realization of very complex, and therefore expensive, heavy frequency conversion systems,

2 encombrants et consommateurs de puissance - ces trois derniers paramètres étant particulièrement pénalisants dans les applications spatiales.
A titre d'exemple la figure 1 illustre schématiquement la structure et le fonctionnement d'un dispositif de conversion fréquentielle à
hyperfréquences selon l'art antérieur. Ce dispositif reçoit en entrée quatre signaux à radiofréquence, par exemple deux (V,, V2) en bande V (40 - 75 GHz) et deux autres (Ka1, Ka2) en bande Ka (26,5 - 40 GHz). Après avoir été
amplifiés et filtrés par des circuits d'amplification et filtrage respectifs, AF1, AF2, AF3, AF4, ces signaux sont fournis sur des premières entrées de quatre mélangeurs hyperfréquence respectifs, MX1, MX2, MX3, MX4. Chacun de ces mélangeurs reçoit également, sur une deuxième entrée, un signal mono-fréquentiel généré par un oscillateur local respectif LOivk, LO2vk, LO3vk, LOavk.
A sa sortie, chaque mélangeur fournit un signal obtenu en mélangeant - c'est-à-dire en multipliant entre eux - les signaux présents à ces entrées.
Concrètement, on récupère à la sortie de chaque mélangeur un signal composite contenant une première composante correspondant au signal présent sur la première entrée mais dont le spectre est décalé vers le haut d'une fréquence égale à celle du signal d'oscillateur local, et une deuxième composante correspondant également au signal présent sur la première entrée mais dont le spectre est décalé vers le bas)> de la fréquence d'oscillateur local. Typiquement, un filtre (non représenté) permet de sélectionner une seule de ces composantes. Dans l'exemple de la figure 1, les quatre signaux de sortie sélectionnés (Kaid, Ka2d, Ka3d, Kaki) appartiennent à la bande Ka. Le dispositif opère donc deux conversions de la bande V à la bande Ka et deux conversions à l'intérieur de la bande Ka.
Un inconvénient du dispositif de la figure 1 est que, pour opérer quatre conversions, il doit nécessairement utiliser quatre mélangeurs RF distincts. En effet, si deux signaux appartenant à la même bande (VI et V2, ou Kai et Ka2) étaient injectés dans un même mélangeur, on récupérerait en sortie des signaux parasites correspondant à des produits d'intermodulation.
De plus, la largeur de bande utile d'un mélangeur hyperfréquence est assez étroite et ne permet pas d'opérer sur des signaux appartenant à des bandes
2 bulky and power consumers - these last three parameters being particularly penalizing in space applications.
By way of example, FIG. 1 schematically illustrates the structure and operation of a frequency conversion device to microwaves according to the prior art. This device receives as input four radiofrequency signals, for example two (V ,, V2) in V-band (40 - 75 GHz) and two others (Ka1, Ka2) in Ka band (26.5 - 40 GHz). After having been amplified and filtered by respective amplification and filtering circuits, AF1, AF2, AF3, AF4, these signals are provided on first inputs of four respective microwave mixers, MX1, MX2, MX3, MX4. Each of these mixers also receives, on a second input, a mono-frequency generated by a respective local oscillator LOivk, LO2vk, LO3vk, LOavk.
At its output, each mixer provides a signal obtained by mixing - that is ie by multiplying between them - the signals present at these inputs.
Concretely, we recover at the output of each mixer a signal composite containing a first component corresponding to the signal present on the first entry but whose spectrum is shifted upwards frequency equal to that of the local oscillator signal, and a second component also corresponding to the signal present on the first input but whose spectrum is shifted down)> frequency of local oscillator. Typically, a filter (not shown) allows select only one of these components. In the example of Figure 1, the four selected output signals (Kaid, Ka2d, Ka3d, Kaki) belong to the Ka band. The device therefore operates two conversions of the band V to the Ka band and two conversions within the Ka band.
A disadvantage of the device of Figure 1 is that, for operate four conversions, it must necessarily use four mixers RF separate. Indeed, if two signals belonging to the same band (VI and V2, or Kai and Ka2) were injected into the same mixer, one would recover in output of spurious signals corresponding to intermodulation products.
In addition, the useful bandwidth of a microwave mixer is quite narrow and does not allow to operate on signals belonging to bands

3 de fréquence différentes. Les charges utiles des satellites de télécommunications sont généralement conçues pour effectuer plusieurs dizaines de conversions de fréquence, et nécessitent donc un nombre correspondant de mélangeurs. Cela a un impact très significatif sur les paramètres critiques de la charge utile : sa masse, son encombrement, et sa consommation énergétique.
Il est connu de transposer plusieurs signaux à radiofréquence sur des porteuses optiques respectives, puis de les convertir en fréquence en utilisant des modulateurs électro-optiques en lieu et place des mélangeurs à
radiofréquence du système de la figure 1. Lorsqu'on utilise un modulateur pour chaque signal à convertir, cette approche ¨ que l'on peut qualifier de photonique)> ¨ n'apporte qu'une réduction limitée de la masse, de l'encombrement et/ou de la consommation énergétique de la charge utile. Elle permet entre autres d'obtenir dans certains cas une plus grande pureté
spectrale en sortie de conversion, et de pouvoir transporter le signal par fibre optique, mais elle requiert autant de mélangeurs qu'il n'y a de signaux RF à
traiter.
Dans certains cas, cependant, une approche photonique permet une réduction du nombre de modulateurs, i.e. de mélangeurs. Par exemple, il est connu de transférer les signaux à radiofréquence sur des porteuses optiques de longueurs d'onde différentes, de les multiplexer et de les appliquer à l'entrée d'un seul et unique modulateur. Voir par exemple le document FR 3 043 514. Cette approche, cependant, ne peut être utilisée que lorsqu'on souhaite appliquer un même décalage fréquentiel à plusieurs signaux RF. Elle n'est d'aucune utilité lorsque plusieurs signaux à
radiofréquence doivent subir des décalages fréquentiels différents.
Une autre approche photonique consiste à transférer une pluralité de signaux mono-fréquentiels d'oscillateurs locaux sur des porteuses optiques à des longueurs d'onde différentes, à les multiplexer, et à les appliquer à l'entrée d'un modulateur électro-optique pour les mélanger à un signal à radiofréquence. Voir par exemple le document FR 2 864 385. Cette approche convient uniquement au cas où il s'agit d'appliquer simultanément
3 of different frequency. The payloads of the satellites of telecommunications are generally designed to perform several dozens of frequency conversions, and therefore require a number corresponding mixers. This has a very significant impact on critical parameters of the payload: its mass, its bulk, and its energy consumption.
It is known to transpose several radiofrequency signals on respective optical carriers and then convert them to frequency in using electro-optical modulators in place of radio frequency system of Figure 1. When using a modulator for each signal to be converted, this approach - which can be described as photonics)> ¨ provides only a limited reduction in the mass, congestion and / or energy consumption of the payload. She allows in some cases to obtain in certain cases a greater purity spectral output conversion, and to be able to carry the signal by fiber optical, but it requires as many mixers as there are RF signals to treat.
In some cases, however, a photonic approach allows a reduction in the number of modulators, ie mixers. By For example, it is known to transfer radiofrequency signals onto optical carriers of different wavelengths, to multiplex them and to apply them to the input of a single modulator. See for example the document FR 3,043,514. This approach, however, can only be used when it is desired to apply the same frequency shift to several RF signals. It is of no use when several signals to radiofrequency must undergo different frequency offsets.
Another photonic approach is to transfer a plurality of single-frequency signals of local oscillators on carriers at different wavelengths, to multiplex them, and to apply to the input of an electro-optical modulator to mix them at a radio frequency signal. See for example document FR 2 864 385. This approach is appropriate only in the case of simultaneous application

4 plusieurs décalages fréquentiels à un même signal à radiofréquence. Elle n'est non plus d'aucune utilité lorsque plusieurs signaux à radiofréquence doivent subir des décalages fréquentiels différents.
L'invention vise à surmonter, en tout ou en partie, les inconvénients et limitations précités de l'art antérieur. Plus particulièrement, elle vise à procurer un dispositif permettant de réaliser, sur une pluralité
de signaux RF distincts, des décalages fréquentiels pouvant être différents, et présentant une masse, une consommation énergétique et/ou un encombrement réduits par rapport à l'art antérieur.
Conformément à l'invention, ce but est atteint par le recours à
une technique photonique, dans laquelle plusieurs signaux mono-fréquentiels d'oscillateurs locaux sont transférés sur des porteuses optiques à des longueurs d'onde différentes, multiplexés sur une même fibre optique, puis mélangés à deux signaux RF au moyen d'un même modulateur electro-optique. Cela permet de diviser le nombre de mélangeurs d'au moins un facteur deux, ce qui rend une telle solution photonique encore plus avantageuse. Un autre avantage de l'invention, ou d'au moins certains de ses modes de réalisation, est son caractère générique : en effet, un même convertisseur de fréquence peut être utilisé dans plusieurs bandes spectrales RF. Par ailleurs, l'utilisation d'une solution photonique conforme à
l'invention permet d'obtenir, dans des conditions de polarisation particulières du modulateur, une meilleure pureté spectrale en termes de raies fréquentielles que dans le cas d'une solution purement radiofréquence : plus particulièrement, les produits d'intermodulation parasites peuvent être rejetés de manière plus efficace.
Un objet de l'invention est donc un convertisseur de fréquence photonique comprenant :
un modulateur électro-optique d'intensité
présentant une entrée optique et au moins une sortie optique ;
un ensemble de sources optiques configurées pour générer des signaux optiques à au moins deux longueurs d'onde différentes,
4 several frequency offsets to the same radio frequency signal. She is also of no use when several radio frequency signals must have different frequency offsets.
The invention aims to overcome, in whole or in part, the aforementioned drawbacks and limitations of the prior art. More particularly, it aims to provide a device for achieving, on a plurality of distinct RF signals, frequency offsets that may be different, and mass, energy consumption and / or reduced size compared to the prior art.
According to the invention, this object is achieved by resorting to a photonic technique, in which several single-frequency signals local oscillators are transferred on optical carriers to different wavelengths, multiplexed on the same optical fiber, then mixed with two RF signals using the same electronic modulator.
optical. This makes it possible to divide the number of mixers by at least one factor two, which makes such a photonic solution even more advantageous. Another advantage of the invention, or at least some of its embodiments, is its generic character: indeed, one and the same Frequency converter can be used in several spectral bands RF. Moreover, the use of a photonic solution according to the invention allows to obtain, under particular polarization conditions of the modulator, better spectral purity in terms of frequency lines in the case of a purely radiofrequency solution: more particularly, parasitic intermodulation products can be rejected more effectively.
An object of the invention is therefore a frequency converter photonics including:
an electro-optical modulator intensity having an optical input and at least one optical output;
a set of optical sources configured for generate optical signals at at least two different wavelengths,

5 modulés par des signaux d'oscillateur local respectifs dont deux au moins présentent des fréquences différentes ;
un multiplexeur optique agencé pour mull:iplexer lesdits signaux optiques et les injecter dans l'entrée optique du modulateur ;
un système de détection optique/électrique configuré pour convertir des signaux optiques issus du modulateur électro-optique d'intensité

vers le domaine radiofréquence ; et - une banque de filtres électriques configurée pour extraire des composantes spectrales des signaux convertis vers le domaine 113 radiofréquence ;
caractérisé en ce que le modulateur électro-optique d'intensité
présente également au moins une entrée pour une tension continue et au moins deux entrées RF pour recevoir deux signaux radiofréquence de modulation à des fréquences différentes.
Selon différents modes de réalisation d'un tel convertisseur :
- Ledit modulateur électro-optique d'intensité peut être du type à interféromètre de Mach-Zehnder, et plus particulièrement :
- du type à interféromètre de Mach-Zehnder à double accès RF et présente deux entrées RF pour deux signaux radiofréquence de modulation respectifs ; ou - du type à interféromètre de Mach-Zehnder I/O et présente deux entrées RF pour deux signaux radiofréquence de modulation respectifs ; ou encore du type à interféromètre de Mach-Zehnder à accès RF unique présentant une seule entrée RF, le convertisseur comprenant également un combineur de signaux RF configuré
pour recevoir en entrée deux signaux RF de modulation respectifs, les combiner et les appliquer à ladite entrée RF du modulateur électro-optique d'intensité.
- Le convertisseur peut comprendre également un circuit de polarisation configuré pour appliquer à au moins une entrée de contrôle du modulateur électro-optique d'intensité une tension de polarisation adaptée
5 modulated by respective local oscillator signals of which at least two have different frequencies;
an optical multiplexer arranged for mull: iplexer said optical signals and injecting them into the optical input of the modulator;
an optical / electrical detection system configured for convert optical signals from the electro-optical intensity modulator towards the radiofrequency domain; and an electric filter bank configured to extract spectral components of signals converted to the domain 113 radio frequency;
characterized in that the electro-optical intensity modulator also has at least one input for a DC voltage and least two RF inputs to receive two radiofrequency signals from modulation at different frequencies.
According to different embodiments of such a converter:
Said electro-optical intensity modulator may be interferometer type of Mach-Zehnder, and more particularly:
- double Mach-Zehnder interferometer type RF access and has two RF inputs for two radiofrequency signals from respective modulation; or - Mach-Zehnder I / O interferometer type and presents two RF inputs for two radio frequency signals of respective modulation; or of Mach-Zehnder interferometer type with access RF single presenting a single RF input, the converter also comprising a configured RF signal combiner to receive as input two modulation RF signals respective, combine and apply them to said RF input of electro-optical modulator of intensity.
- The converter can also include a circuit of polarization configured to apply to at least one control input of the electro-optical modulator of intensity a suitable bias voltage

6 pour minimiser l'intensité d'une composante spectrale des signaux optiques issus du modulateur électro-optique d'intensité à une fréquence somme ou différence des fréquences des signaux radiofréquence de modulation.
- Le convertisseur peut comprendre également un démultiplexeur optique agencé pour démultiplexer les signaux optiques issus du modulateur électro-optique d'intensité.
- Ledit modulateur électro-optique d'intensité peut être du type à double sortie optique complémentaire et le système de conversion optique/électrique peut comprendre au moins un photodétecteur équilibré.
Un autre objet de l'invention est une charge utile de télécommunication pour un satellite comprenant au moins un tel convertisseur de fréquence.
Encore un autre objet de l'invention est un procédé de conversion de fréquence au moyen d'un tel convertisseur, comprenant les étapes suivantes :
- appliquer à l'entrée ou aux entrées RF du modulateur électro-optique d'intensité du convertisseur deux signaux radiofréquence dont les fréquences doivent être converties ;
- activer les sources optiques du convertisseur et pour générer lesdits signaux optiques à au moins deux longueurs d'onde différentes, modulés par lesdits signaux d'oscillateurs locaux respectifs - récupérer des signaux optiques issus de la sortie optique du modulateur électro-optique d'intensité, les convertir vers le domaine radiofréquence et les filtrer pour en extraire des composantes spectrales correspondant chacune à un signal radiofréquence d'entrée mélange avec l'un desdits signaux d'oscillateur local.
Le procédé peut comprendre également l'étape suivante :
- appliquer à au moins une entrée de contrôle du modulateur électro-optique d'intensité une tension de polarisation adaptée pour minimiser l'intensité d'une composante spectrale des signaux RF issus du système de détection optique/électrique à une fréquence somme ou différence des fréquences des signaux radiofréquence de modulation.
6 to minimize the intensity of a spectral component of the optical signals from the electro-optical intensity modulator at a sum frequency or difference in the frequencies of the modulation radiofrequency signals.
- The converter may also include a optical demultiplexer arranged to demultiplex the optical signals from of the electro-optical intensity modulator.
Said electro-optical intensity modulator may be complementary dual optical output type and conversion system optical / electrical may comprise at least one balanced photodetector.
Another object of the invention is a payload of telecommunication for a satellite comprising at least one such converter frequency.
Yet another object of the invention is a method of frequency conversion by means of such a converter, including the following steps :
- apply to the RF input or inputs of the modulator electro-optical intensity of the converter two radiofrequency signals of which the frequencies must be converted;
- activate the optical sources of the converter and generating said optical signals at least two wavelengths different, modulated by said respective local oscillator signals - recover optical signals from the optical output of the electro-optical intensity modulator, convert them to the domain radiofrequency and filter them to extract spectral components each corresponding to a mixed input radio frequency signal with one of said local oscillator signals.
The method may also include the following step:
- apply to at least one control input of the electro-optical modulator of intensity a suitable bias voltage to minimize the intensity of a spectral component of RF signals from of the optical / electrical detection system at a sum frequency or difference in the frequencies of the modulation radiofrequency signals.

7 D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent, respectivement :
- Les figures 2A à 2D, des schémas de différents modulateurs électro-optiques d'intensité pouvant convenir à la mise en oeuvre de l'invention;
- La figure 2E, un graphique illustrant la fonction de transfert de modulation d'un modulateur électro-optique d'intensité pouvant convenir à la mise en oeuvre de l'invention ;
- Les figures 3, 4, 5 et 6, des schémas de convertisseurs de fréquence photoniques selon quatre modes de réalisation de l'invention ;
- Les figures 7A, 7B, 7C, 8 et 9, des graphiques illustrant les performances de convertisseurs de fréquence photoniques selon différents modes de réalisation de l'invention ;
- Les figures 10 et 11, l'application d'une pluralité de convertisseurs de fréquence photoniques à une charge utile de satellite de télécommunications ; et - La figure 12, le schéma d'un convertisseur selon un mode de réalisation particulier de l'invention, réalisant simultanément une conversion vers le haut ( up-conversion ) et vers le bas ( down-conversion ).
Dans le présent document, le terme radiofréquence ou RF sera entendu dans un sens large, couvrant toutes les fréquences dans la plage 3 kHz ¨ 300 GHz. Les radiofréquences comprennent les hyperfréquences, ou microondes, qui correspondent aux fréquences comprises entre 1 GHz et 300 GHz.
L'invention sera décrite en référence à des modes de réalisation utilisant certains types de modulateurs électro-optiques d'intensité
(dans la suite on parlera simplement de modulateur électro-optiques en omettant la précision d'intensité ) à interféromètre de Mach-Zehnder, mais plus généralement tout type de modulateur électro-optique présentant un
7 Other features, details and advantages of the invention will appear on reading the description made with reference to the drawings annexed given by way of example and which represent, respectively:
FIGS. 2A to 2D, diagrams of different electro-optical intensity modulators that may be suitable for use of the invention;
- Figure 2E, a graph illustrating the function of modulation transfer of an electro-optical modulator of intensity to be suitable for the implementation of the invention;
- The Figures 3, 4, 5 and 6, diagrams of converters of photonic frequency according to four embodiments of the invention;
FIGS. 7A, 7B, 7C, 8 and 9, graphs illustrating the performance of photonic frequency converters according to different embodiments of the invention;
- Figures 10 and 11, the application of a plurality of photonic frequency converters at a satellite payload of telecommunications; and - The Figure 12, the diagram of a converter according to a mode particular embodiment of the invention, simultaneously realizing a conversion up (up-conversion) and down (down-conversion).
In this document, the term radiofrequency or RF will be understood in a broad sense, covering all the frequencies in the range 3 kHz ¨ 300 GHz. Radio frequencies include microwaves, or microwaves, which correspond to the frequencies between 1 GHz and 300 GHz.
The invention will be described with reference to modes of realization using some types of electro-optical modulators intensity (in the following we will speak simply of electro-optical modulator in omitting the intensity accuracy) to Mach-Zehnder interferometer, but more generally any type of electro-optical modulator having a

8 nombre d'accès supérieur à un peut convenir à la mise en oeuvre de l'invention. Avant de décrire différents modes de mise en uvre de l'invention, il est opportun de rappeler le principe de fonctionnement de différents types de modulateurs à interféromètre de Mach-Zehnder pouvant servir à cette mise en oeuvre.
La figure 2A illustre un modulateur MEODA (Modulateur Electro-Optique à Double Accès RF ( dual-drive en anglais).
La lumière, polarisée rectilignement, est injectée à l'entrée optique du composant. Elle se propage dans un guide d'onde planaire réalisé
dans un matériau cristallin E0 , tel le niobate de lithium (LiNb03), présentant un indice de réfraction variable linéairement en fonction du champ électrique appliqué (effet Pockels), Un coupleur en Y divise ce guide d'onde en deux bras parallèles entre lesquels le flux lumineux se répartit de manière équilibrée. Deux paires d'électrodes sont agencées de part et d'autre de chacun des bras de l'interféromètre ; une première paire d'électrodes est connectée à une première entrée, ou port RF EC1 et une deuxième première paire d'électrodes est connectée à une deuxième entrée RF EC2. Une tension, constante (DC, de l'anglais direct current , c'est-à-dire courant continu) et/ou variable, appliquée à une entrée de contrôle modifie l'indice de réfraction du matériau, et donc la phase de la lumière qui parcourt le bras correspondant entrainant une variation du chemin optique. Les deux bras sont alors recombinés par un deuxième coupleur en Y , ce qui permet à la lumière les parcourant d'interférer (le modulateur est donc essentiellement un interféromètre). Ainsi, l'intensité optique prélevée à la sortie SO du modulateur dépend du déphasage entre les deux bras du dispositif, et donc des tensions appliquées aux électrodes correspondantes.
Généralement, les modulateurs à double accès RF présentent des électrodes RF et DC différentes. Les structures les plus répandues présentent soit une électrode DC sur chacun des bras de l'interféromètre si bien que deux tensions continues séparées peuvent être applIquées distinctement sur chacun des bras de l'interféromètre, soit une seule électrode
8 number of accesses greater than one may be suitable for the implementation of the invention. Before describing different modes of implementation of the invention, it is appropriate to recall the operating principle of different types of Mach-Zehnder interferometer modulators that can be used for this purpose implemented.
Figure 2A illustrates a modulator MEODA (Modulator Electro-Optic Dual Access RF (dual-drive in English).
The light, polarized rectilinearly, is injected at the entrance optical component. It is propagated in a planar waveguide realized in a crystalline material E0, such as lithium niobate (LiNbO 3), with a refractive index that varies linearly with the electric field applied (Pockels effect), a Y coupler divides this waveguide in two parallel arms between which the luminous flux is distributed in a balanced. Two pairs of electrodes are arranged on both sides of each of the arms of the interferometer; a first pair of electrodes is connected to a first input, or RF port EC1 and a second first pair of electrodes is connected to a second RF input EC2. A
voltage, constant (DC, of the English direct current, that is current continuous) and / or variable, applied to a control entry modifies the index of refraction of the material, and thus the phase of the light that runs through the arm corresponding causing a variation of the optical path. Both arms are recombined by a second Y coupler, which allows the light traveling through them to interfere (the modulator is therefore essentially a interferometer). Thus, the optical intensity taken at the SO output of the modulator depends on the phase difference between the two arms of the device, and therefore on the voltages applied to the corresponding electrodes.
Generally, RF dual access modulators different RF and DC electrodes. The most widespread structures present either a DC electrode on each of the arms of the interferometer if although two separate DC voltages can be applied distinctly on each arm of the interferometer, a single electrode

9 DC sur deux bras de l'interféromètre. Dans ce cas, une seule tension continue est appliquée au composant. C'est le cas le plus général.
Dans le premier mode de réalisation avec un modulateur similaire à celui de la figure 2A, une première tension de polarisation continue VB1 générée par un circuit de polarisation POLAR et un premier signal à
radiofréquence VRF1 sont appliqués respectivement à la première entrée de contrôle DC et à la première entrée RF; et une deuxième tension continue de polarisation VB2 générée par le circuit de polarisation POLAR et un deuxième signal RF VRF2 sont appliqués respectivement à la seconde entrée de contrôle DC et à la seconde entrée RF.
Les tensions de polarisation délivrées par le circuit de polarisation POLAR permettent de fixer le point de fonctionnement du modulateur. La figure 2D montre des graphes de la fonction de transfert de modulation en intensité FTMI et de la fonction de transfert d de modulation en champ électrique FTME en fonction de la tension V=IVB1-VB2I. On remarque que ces fonctions de transfert de modulation sont sinusoïdales. La tension V7, correspond à un déphasage de lu radians entre les deux bras de l'interféromètre. La fonction de transfert en champ est linéaire autour d'une tension de polarisation Vic (plus généralement kV7,, avec k entier), tandis que la fonction de transfert en intensité est linéaire autour d'une tension de polarisation Vid2=1/2 V( plus généralement, (k+1/2)Vn, avec k entier). Le choix du point de fonctionnement, et donc de la tension de polarisation, est très important ; comme cela sera illustré sur les figures 7A ¨ C et 8. En effet, ce choix affecte de manière importante les performances du convertisseur de fréquence selon l'invention. Pour cette raison, le circuit de polarisation POLAR
permettant de générer les tensions DC, inclut de préférence un système de contrôle en boucle fermée permettant de contrôler les dérives, notamment thermiques ou liées au vieillissement du composant.
Dans le cas de la figure 2A il a été considéré que deux tensions continues de polarisation sont appliquées à des entrées de contrôle lo respectives. Généralement, pour les composants proposés sur le marché une tension de polarisation unique (VB dans la figures 2C) est appliquée au modulateur par l'intermédiaire d'une seule entrée de contrôle DC.
La figure 2B montre le schéma de principe d'un modulateur MEOAU à accès RF unique ( single-drive en anglais). Ce modulateur se différencie du précédent en ce qu'il comprend une seule entrée RF, permettant d'appliquer un même signal RF ¨ avec une polarité inversée ¨ et une tension de polarisation VB aux deux paires d'électrodes associées aux deux bras de l'interféromètre. Ce signal est obtenu en combinant les deux signaux RF ,VRF1 et VRF2, dont les fréquences doivent être converties, au moyen d'un combineur RF noté CRF. En référence aux figures 8 et 9, l'utilisation d'un tel dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention ne permet pas d'atteindre des performances optimales. En outre, la nécessité d utiliser des combineurs RF limite la bande passante du dispositif et enlève toute généricité en fréquence à ce type de convertisseur de fréquence En variante, une seule paire d'électrodes peut être prévue pour appliquer le signal RF et la tension de polarisation à une seule branche.

Comme expliqué en référence à la figure 2A, la tension de polarisation peut également être appliquée au moyen d'une entrée et d'une paire d'électrodes dédiées.
Le modulateur MEODS (Modulateur Electro-Optique à Double Sortie) de la figure 2C est du type à double accès RF et double sortie optique ( dual drive ¨ dual output ). Il se différencie de celui présenté par la figure 2A dans le sens où le coupleur en Y de sortie est remplacé par un coupleur directionnel en X . Le modulateur MEODS comporte ainsi deux sorties optiques S01, S02, complémentaires l'une de l'autre ; le déphasage entre les deux bras du modulateur modifie la répartition de l'irrensité
lumineuse entre ces deux sorties. L'avantage d'une telle configuration est qu'elle permet d'utiliser une photodiode équilibrée notée PDE pour convertir le signal optique différentiel en sortie du modulateur en un signal électrique et bénéficier ainsi des avantages d'une telle détection (augmentatIon de l'amplitude du signal RF de sortie, suppression du bruit d'amplitude...).
Comme représenté sur la figure 2C, une photodiode équilibrée comprend deux entrées optiques, constituées de fibres amorces, alimentant respectivement deux photodiodes montées en série avec une sortie RF au point milieu. Pour un fonctionnement optimal de ce type de photodiode, il est nécessaire d'avoir un appairage en longueur des fibres d'entrée ce qui rend sa mise en place complexe par rapport à une photodiode PIN (positif-intrinsèque-négatif) ou UTC (de l'anglais Uni-Travelling Carrier ) standard à une entrée optique unique. Un récepteur à paire d photodiodes équilibrées additionne à sa sortie la puissance des signaux différentiels présents sur ses deux entrées optiques et supprime les signaux de mode commun. En d'autres termes, il délivre un courant correspondant à
la différence des courants générés respectivement par les deux photodiodes.
Dans le cas idéal où les deux photodiodes sont parfaitement identiques (même sensibilité et longueurs de fibres égales), cela entraîne une annulation de la composante continue (et du bruit associé). Lorsque l'on utilise un convertisseur optique-électrique standard (avec entrée optique unique), les bruits dominants sont le bruit d'intensité relatif (RIN, de l'anglais Relative Intensity Noise ) et le bruit de grenaille ( shot noise en anglais). Le bruit de grenaille est proportionnel au courant moyen détecté, tandis que le bruit RIN est proportionnel au carré de ce courant. Comme le rapport signal-sur-bruit d'une liaison optique croît avec le carré du courant détecté, l'augmentation de la puissance optique est limitée par le RIN qui devient alors la source de bruit prédominante. Un détecteur équilibré permet de supprimer le RIN et contribue ainsi à améliorer le rapport signal sur bruit de la liaison.
La figure 2D illustre un autre type de modulateur électro-optique MEOIQ convenant à la mise en oeuvre de l'invention. Il s'agit d'un modulateur à contrôle dual dit I/Q utilisé généralement pour des liaisons numériques avec des formats de modulation complexes comme la modulation d'amplitude en quadrature (en anglais, quadrature amplitude modulation :

QAM), les modulations de phase QPSK (en anglais, Quaternary Phase-Shift Keying) ou m-PSK (m-ary Phase-Shift Keying), ou encore la modulation d'amplitude et de phase (en anglais, Amplitude and Phase-Shift Keying ou Asymmetric Phase-Shift Keying : APSK). Il comprend 2 modulateurs de Mach-Zehnder indépendants intégrés dans un interféromètre de Mach-Zehnder primaire . Dans l'exemple de la figure, la tension de polarisation de l'interféromètre de Mach-Zehnder primaire est appliquée à une troisième entrée de contrôle DC, ce qui permet de contrôler la phase relative entre les deux bras de l'interféromètre, et par conséquent du signal de sortie.
La figure 3 illustre un convertisseur de fréquence selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Le premier signal RF VRF1, ayant une fréquence centrale f .RF1, et le deuxième signal RF VRF2, ayant une fréquence centrale fRF2, sont, amplifiés et filtrés par des blocs d'amplification et filtrage respectifs AF1, (optionnels), puis appliqués aux deux entrées RF d'un modulateur electro-optique d'intensité à double accès RF (voir par exemple les figures 2A, 2C, 2D). Sur la figure 3 (et également sur les figures 4, 5 et 6) le modulateur ¨
éventuellement équipé d'un combineur RF (CRF) ¨ est désigné de manière générale par la référence MEO. Le circuit et la tension de polarisation ne sont pas représentés dans un souci de simplification.
Deux sources optiques SL1, SL2, émettant à des longueurs d'onde respectives 2v1, 22 sont modulées par des signaux mono-fréquentiels OL, SOL1, SOL2, de fréquence foLl, fou respectivement, générés respectivement par des oscillateurs locaux, OL1, 0L2. On désigne par SO1 et SO2 les signaux optiques à la longueur d'onde X.1 et 12 respectivement, dont l'enveloppe est modulée à la fréquence foLi, fou respectivement.
Le nombre de signaux optiques d'OL, égal à deux, est donné
uniquement à titre d'exemple et n'est pas limitatif.
Les sources SL1 peuvent par exemple être des lasers à semi-conducteur, modulées directement par les signaux 0L1, 0L2 si la fréquence de ces derniers n'est pas trop élevée (< 15 GHz) ou des sources laser émettant en régime continu, leur flux optique étant modulé par un modulateur intégré ou externe piloté par les signaux SOL1, SOL2. La source optique et l'oscillateur local peuvent également être intégrés dans un oscillateur optoélectronique. La génération des signaux OL1 et 0L2 sous forme photonique peut par exemple être réalisée à partir d'un laser impulsionnel (ou à blocage de modes dit en anglais mode-locked laser ) ou un laser bi-mode dont, respectivement la période des impulsions ou la différence fréquentielle entre les deux modes correspondent à la fréquence OL d'intérêt.
Les signaux optiques OL ainsi modulés sont multiplexés par un multiplexeur MUX, (i.e. WDM de l'anglais Wavelength Division Multiplexing , c'est-à-dire multiplexage par répartition en longueur d'onde) et injectés à l'entrée optique du modulateur MEO par l'intermédiaire d'une fibre optique ou, dans le cas d'une solution intégrée, d'un guide d'onde planaire.
On récupère à la sortie du modulateur électro-optique deux signaux optiques aux longueurs d'onde Xi et X2 dont l'enveloppe présente une modulation complexe. Le signal à la longueur d'onde 20 présente notamment des composantes spectrales aux fréquences fRF1, fRF2, fL01. De même, le signal à la longueur d'onde X2 présente notamment des composantes spectrales aux fréquences fRF1, fRF2, fLO2 Ces deux signaux optiques sont ensuite transmis par fibre optique (ou guide d'onde planaire) à un démultiplexeur DEMUX qui permet de les filtrer en fréquence et de les diriger vers des photodétecteurs (ou convertisseurs optiques-électriques) COE1, COE2, typiquement des photodiodes de type PIN (positif-intrinsèque-négatif) ou UTC (de l'anglais Uni-Travelling Carrier ).
Les signaux électriques générés par photodétection des longueurs d'onde 2%,1, X2 contiennent les composantes spectrales aux fréquences fRFl+fLoi, fRF1-fLoi, fRF2+fLo1, fRF2-fLoi, 2fLoi, fRF1+2fLoi, et fRF11-fL02, fRF1-fL02, fRF2+fL02, fRF2-fL02, 2fL02, fRF1+2fLo2, respectivement. Ces composantes spectrales d'intermodulation apparaissent au moment de la détection, à cause du fait que les photodétecteurs sont sensibles à l'imensité

lumineuse, c'est-à-dire au carré du champ électrique.

Ils sont ensuite filtrés en technologie RF pour en extraire les composantes utiles et ainsi rejeter les autres. Par exemple, le convertisseur de la figure 3 permet de convertir le signal VRF1 à la fréquence fRFl-fLoi et le signal VRF2 à la fréquence fRF2-fi_02. Un seul modulateur électro-optique permet donc de remplacer avantageusement deux mélangeurs RF.
L'ensemble constitué du démultiplexeur DEMUX et des convertisseurs optiques-électriques COE1, COE2 forment ce que l'on peut appeler un système de conversion optique-électrique noté SCOE.
Dans le mode de réalisation de la figure 4, plus de deux signaux optiques sont injectés dans le modulateur MEO. Plus précisément, dans le convertisseur de la figure 4, quatre sources optiques SL1, SL2, SL3, SL4 émettant à des longueurs d'onde respectives Xi, X,2, 13, X4 sont modulées par des signaux mono-fréquentiels RF SOL1, SOL2, SOL3, SOL4 de fréquence fou, fou, foL3, foui, générés respectivement par des oscillateurs locaux, OL1, 0L2, 0L3, 0L4. Le nombre de quatre est donné uniquement à
titre d'exemple et n'est pas limitatif. Cela permet d'effectuer des conversions de fréquence multiples des deux signaux RF VRF1 et VRF2. Par exemple, le convertisseur de la figure 3 permet de convertir le signal VRF1 à la fréquence fRFl-fLoi mais également à la fréquence fRF1-ft_03, et le signal VRF2 à la fréquence fRF2-fLO2 et à la fréquence fRF2-fL04.
En outre, le mode de réalisation de la figure 4 se différencie de celui de la figure 3 en ce que le convertisseur de la figure 4 présente un système de détection optique-électrique SDOE différent de celui de la figure 3. Ce système comprend un seul photodétecteur DOE qui génère un signal électrique complexe dont les composantes spectrales utiles sont extraites par une banque de filtres électriques BFE. Dans ce cas, les longueurs d'onde multiplexées doivent présenter un espacement fréquentiel suffisamment important pour que le battement hétérodyne à la fréquence différence entre elles ne génère pas de raie parasite dans la bande utile. Cette approche facilite l'utilisation d'une photodiode équilibrée pour la conversion optique-électrique, à la condition que le modulateur électro-optique soit à double sortie optique (voir la figure 2C).

Bien entendu, le système de conversion optique-électrique de la figure 3 peut également être utilisé dans un convertisseur mettant en oeuvre plus de deux signaux optiques, et réciproquement celui de la figure 4 peut également être utilisé dans un convertisseur mettant en oeuvre seulement deux signaux optiques.
La figure 5 illustre un convertisseur de fréquence selon un troisième mode de réalisation de l'invention, mettant en oeuvre un modulateur électro-optique à accès RF unique et sortie optique unique, tel que celui illustré sur la figure 2B. Les deux signaux RF VRF1 et VRF2, sont combinés par 0 le combineur radiofréquence CRF avant d'être appliqués à l'entrée RF unique du modulateur. La structure du système de conversion optique-électrique SCOE est identique à celle présentée sur la figure 3 précédemment et est constituée d'un démultiplexeur associé à autant de photodiodes qu'il n'y a d'oscillateurs locaux.
La figure 6 illustre un convertisseur de fréquence selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, dans lequel une modulation à
bande latérale unique (SSB de l'anglais Single SideBand) est réalisée. Pour cela, le signal VRF1 est divisé en deux composantes de même amplitude par un séparateur RF noté SEP. L'une de ces composantes est appliquée à la première entrée RF du modulateur MEO ; l'autre composante est déphasée, par exemple de 90 (n/2 radians) pour une polarisation à la quadrature, et combinée avec le deuxième signal à radiofréquence VRF2 au moyen d'un combineur/déphaseur DEP avant d'être appliquée à la seconde entrée RF du modulateur MEO (plus généralement, la valeur du déphasage à appliquer pour obtenir une modulation SSB dépend de la tension de polarisation du modulateur). La présence de composants purement RF tels que SEP, DEP
limite le caractère large bande du convertisseur, comme c'est également le cas pour le mode de réalisation de la figure 5. L'utilisation d'une modulation à
bande spectrale unique réduit le nombre de produits d'intermodulations présents dans le signal de photodétection.
Les figures 7A à 70 illustrent les performances d'un convertisseur de fréquence selon un mode de réalisation de l'invention, basé

sur l'utilisation d'un modulateur électro-optique à double accès RF (figure 2A), et notamment l'importance du choix de la tension de polarisation, et donc du point de fonctionnement du modulateur. Le cas considéré correspond à deux signaux RF, VFR1 et VRF2, présentant des fréquences fRF1=28,5 GHz (bande Ka) et fRF2=49,7 GHz (bande V), et ayant une même amplitude égale à -10 dBm. Dans un souci de simplicité, un seul signal optique de puissance +14,5 dBm, modulé à une fréquence foLi de 10,2 GHz a été utilisé. Le signal de sortie (enveloppe du signal optique en sortie du modulateur) est observé sur une plage spectrale comprise entre 17 GHz et 22 GHz (bande utile en Ka:
17.2 GHz ¨ 20.2 GHz), incluant donc la fréquence intermédiaire fFi-= fRF, ¨
fou.
La figure 7A montre le spectre de puissance du signal RF de sortie, exprimé en dBm, dans le cas où la tension de polarisation VB prend sa valeur optimale Nha. Cette valeur de tension de polarisation est optimale notamment pour le premier mode de réalisation (décrit en figure 2A) en ce qu'elle maximise la réjection de la raie parasite à la fréquence fFF2-fRF1, susceptible de se placer dans la bande utile. Cependant, cette tension de polarisation optimale peut prendre d'autres valeurs, selon le type de modulateur utilisé. On peut noter, en plus de la composante utile à la fréquence fFi une importante composante parasite à une fréquence 2foL1 et d'autres composantes parasites plus faibles correspondant à des produits d'intermodulation aux fréquences 2fRF1+foL1-fRF2 et fRF2-3foL1. La composante à
la fréquence 2fou n'est pas gênante, car elle est mono-fréquentielle et peut donc être éliminée facilement. Les autres produits d'intermodulation, par contre, peuvent donner lieu à des interférences, il est donc important que leur niveau reste suffisamment faible par rapport à celui de la composante utile.
Les figures 7B et 7C correspondent à des situations dans lesquelles la tension de polarisation s'écarte de 10 mV et de 50 mV, respectivement, de sa valeur optimale. On peut remarquer que cet écart conduit à l'apparition d'un nouveau produit d'intermodulation, dominant, à une fréquence fRF2 - fRF1.
Sur la figure 8, les points en forme de carré représentent la puissance relative du produit d'intermodulation à la fréquence f .RF2 - fRF1 par rapport à celle du signal utile à la fréquence fFi (en dBc) en fonction de la tension de polarisation VB (la valeur optimale Vid2 étant égale à 2,5 V), pour le premier mode de réalisation. On peut remarquer que cette puissance relative augmente rapidement avec l'écart IVB - Vit/21, d'où l'importance de stabiliser VB. Pour VB = Vd2 l'intensité de la composante fRF2 ¨ fRF1 ne tombe pas à
zéro, car le tracé est limité par le plancher de bruit.
La figure 9 montre le spectre de puissance du signal RF de sortie pour le cas VB=VII2 dans le cas d'un modulateur à double sortie optique suivi d'une détection par photodiode équilibrée (figure 20). On peut constater que le bruit est réduit très considérablement, au point de ne pas être visible sur la figure, et que la composante parasite à la fréquence 2f f f A
. RF1 +. OUI -.RF2 disparu. Ces meilleures performances, cependant, sont obtenues au prix d'une mise en oeuvre plus délicate notamment due à l'appairage en longueur des fibres entre le modulateur et le récepteur optique. .
A titre d'exemple, dans les futurs systèmes de télécommunication à très haut débit (VHTS, de l'anglais Very High Throughput Systems ) le spectre des liaisons montantes des passerelles ( gateways en anglais) pourra utiliser simultanément des bandes de fréquences Ka et V, tandis que les liaisons descendantes (faisceaux utilisateurs) seront en bande Ka. Chaque liaison montante nécessitera 1 (bande Ka) et 2 (bande V) conversions de fréquence différentes. Par exemple, pour un répéteur ayant 50 entrées provenant d'une passerelle, la technologie RF conventionnelle nécessite la mise en oeuvre de 50 amplificateurs à bas bruit (LNA, de l'anglais Low Noise Amplifier ) en bande V, 50 démultiplexeurs, 100 convertisseurs de la bande V à la bande Ka et 50 convertisseurs Ka à Ka.
La figure 11 illustre un satellite de télécommunications SAT
comprenant un ensemble d'antennes en réception REC pour recevoir des signaux de liaison montante LM d'une passerelle GW, un ensemble d'antenne en transmission TRAN pour émettre des faisceaux utilisateur formant une liaison descendante LD et une charge utile de télécommunications CUT

réalisant, entre autres, les conversions de fréquence et interconnexions nécessaires.
La figure 10 est un schéma fonctionnel d'une telle charge utile, qui permet de gérer cette situation en utilisant seulement 50 convertisseurs de fréquences photoniques (vs.150 pour la technologie RF) selon l'invention. Cela a un impact positif et significatif sur les budgets de masse, de puissance et de coûts du satellite.
La charge utile de la figure 10 est une voie aller recevant les signaux de 25 stations émettrices et les rediffusant vers les 150 faisceaux utilisateurs. Le nombre de stations émettrices et de faisceaux est donné à
titre d'exemple uniquement. Elle comprend un réseau de 25 antennes Al ¨ A25 fonctionnant, en réception, dans les bandes V (autour de 50 GHz) et Ka (autour de 30 GHz), sur deux polarisations orthogonales. Ainsi chaque antenne a deux sorties, une pour polarisation et bande de fréquence. Chaque sortie antenne est filtrée sur la bande passante adéquate, en bande V ou en bande Ka. Ensuite des anneaux de redondance AR1, AR2 à base de commutateurs RF permettent d'implémenter des voies supplémentaires en redondance froide.
L'ensemble désigné par la référence ECF comprend 50 convertisseurs de fréquence photoniques selon l'invention. Chaque modulateur électro-optique de cet ensemble reçoit sur une première entrée RF un signal en bande Ka, sur une deuxième entre RF un signal en bande V
et sur son entrée optique trois signaux optiques multiplexés à trois longueurs d'ondes distinctes, 11, 12, 2L3 modulés à des fréquences RF respectives par trous oscillateurs locaux L01, L02, L03. En sortie de chaque modulateur, un photodétecteur permet de récupérer des signaux RF correspondait aux différents mélanges des fréquences RF reçues et générées par les oscillateurs locaux. Les trois signaux utiles sont :
- le signal reçu en bande Ka, désormais translaté à 20 GHz environ ;
- les deux signaux reçus correspondant aux sous-bandes de la bande V, eux aussi translatés à 20 GHz environ.

En sortie, des anneaux de redondance AR3, AR4, AR5 à
base de commutateurs RF permettent de sélectionner les voies actives, et des filtres RF permettent de filtrer la sous-bande utile désirée, avant d'acheminer les signaux vers la section d'amplification à 20 GHz AMP.
Après l'amplification de puissance, un dernier étage de filtrage permet de nettoyer le spectre avant que les signaux ne soient réémis par les antennes transmission vers les 150 faisceaux utilisateurs.
La figure 12 représente un convertisseur photonique réalisant simultanément la conversion descendante d'un signal RF, désigné par la référence RFi, et la conversion ascendante d'un signal à fréquence intermédiaire Fi.
Dans le convertisseur de la figure 12, un modulateur Electro-Optique MEO à double accès RF est alimenté simultanément sur une de ses voies RF par le signal RF1 et sur l'autre voie RF par le signal Fi provenant d'un processeur analogique ou numérique PAN.
Deux oscillateurs locaux L01, L02, de fréquences différentes, sont transférés sur des porteuses optiques respectivement à des longueurs d'onde Xi et 12, qui sont multiplexées en longueur d'onde et envoyés sur l'entrée optique du modulateur.
Le premier oscillateur local L01, à la longueur d'onde permet de réaliser la conversion de fréquence descendante du signal RF1 vers un signal à une fréquence Fil compatible avec l'entrée du processeur PAN. Après démultiplexage (DEMUX) en longueur d'onde, en sortie du modulateur, seul le signal composite à la longueur d'onde Il transportant la composante Fil est isolé sur une des voies de sortie correspondante du démultiplexeur. Ce signal est alors détecté par un convertisseur optique/électrique, filtré (par voie RF) et transmis au processeur pour le traitement.
Le deuxième oscillateur local L02, à la longueur d'onde 2l2 permet de réaliser la conversion de fréquence montante du signal de sortie Fi du processeur PAN, à une fréquence intermédiaire, vers une radiofréquence RF2 transmise, après filtrage, vers la section d'amplification de sortie de la charge utile (non représentée). Après démultiplexage en longueur d'onde, en sortie du modulateur, seul le signal composite à la longueur d'onde 12 transportant cette composante RF2 est isolé sur une des voies de sortie correspondante du démultiplexeur. Ce signal est alors détecté directement par un convertisseur optique/électrique ou peut être transmis par fibre optique jusqu'aux filtres RF et section d'amplification de sortie de la charge utile.
Dans ce cas, la conversion optique/électrique est réalisée en amont des filtres RF.

Dans le convertisseur de la figure 12, le modulateur E lectro-Optique MEO est polarisé de telle manière que les amplitudes des composantes parasites aux fréquences RF1 Fi1 soient significativement rejetées par rapport l'amplitude du signal utile désiré.
9 DC on two arms of the interferometer. In this case, a single DC voltage is applied to the component. This is the most general case.
In the first embodiment with a modulator similar to that of Figure 2A, a first bias voltage keep on going VB1 generated by a polarization circuit POLAR and a first signal to radiofrequency VRF1 are applied respectively to the first input of DC control and at the first RF input; and a second DC voltage of VB2 polarization generated by the polarization circuit POLAR and a second RF signal VRF2 are respectively applied to the second control input DC and the second RF input.
The polarization voltages delivered by the circuit of POLAR polarization make it possible to set the operating point of the modulator. Figure 2D shows graphs of the transfer function of FTMI intensity modulation and modulation transfer function in FTME electric field depending on the voltage V = IVB1-VB2I. We notice that these modulation transfer functions are sinusoidal. The voltage V7, corresponds to a phase shift of lu radians between the two arms of the interferometer. The field transfer function is linear around a bias voltage Vic (more generally kV7 ,, with k integer), while than the intensity transfer function is linear around a voltage of polarization Vid2 = 1/2 V (more generally, (k + 1/2) Vn, with k integer). The choice the operating point, and therefore the bias voltage, is very important; as will be illustrated in FIGS. 7A ¨C and 8. Indeed, this choice significantly affects the performance of the converter frequency according to the invention. For this reason, the polarization circuit POLAR
generating DC voltages, preferably includes a closed-loop control to control drifts, including thermal or related to the aging of the component.
In the case of Figure 2A it was considered that two DC bias voltages are applied to control inputs lo respectively. Generally, for the components proposed on the market a single polarization voltage (VB in FIG. 2C) is applied to the modulator via a single DC control input.
Figure 2B shows the block diagram of a modulator MEOAU with unique RF access (single-drive in English). This modulator differentiates from the previous one in that it comprises a single RF input, to apply the same RF signal ¨ with reversed polarity ¨ and a bias voltage VB to the two pairs of electrodes associated with two arms of the interferometer. This signal is obtained by combining the two RF signals, VRF1 and VRF2, whose frequencies are to be converted, at means of an RF combiner noted CRF. With reference to FIGS. 8 and 9, the use of such a device for the implementation of the invention does not allows not to achieve optimal performance. In addition, the need to use RF combiners limit the bandwidth of the device and remove any Frequency genericity at this type of frequency converter Alternatively, a single pair of electrodes may be provided to apply the RF signal and the bias voltage to a single branch.

As explained with reference to FIG. 2A, the bias voltage can also be applied by means of an input and a pair of electrodes dedicated.
The modulator MEODS (Electro-Optic Modulator Double Output) of Figure 2C is dual-port RF type and dual optical output (dual drive ¨ dual output). It differs from the one presented by the figure 2A in the sense that the output Y coupler is replaced by a X directional coupler. The modulator MEODS thus comprises two optical outputs S01, S02, complementary to each other; phase shift between the two arms of the modulator changes the distribution of the irrensity between these two exits. The advantage of such a configuration is that it allows to use a balanced photodiode denoted PDE to convert the differential optical signal at the output of the modulator into an electrical signal and thus benefit from the benefits of such detection (increase of the amplitude of the RF output signal, suppression of the amplitude noise ...).
As shown in FIG. 2C, a photodiode Balanced comprises two optical inputs, consisting of fiber primers, respectively feeding two photodiodes connected in series with a RF output at the midpoint. For optimal operation of this type of photodiode, it is necessary to have a pairing in length of the fibers input which makes its implementation complex compared to a photodiode PIN (positive-intrinsic-negative) or UTC (from Uni-Traveling English) Carrier) standard to a single optical input. A pair of receivers Balanced photodiodes add to the output the signal strength differentials present on its two optical inputs and suppresses the signals common mode. In other words, it delivers a current corresponding to the difference of the currents generated respectively by the two photodiodes.
In the ideal case where the two photodiodes are perfectly identical (same sensitivity and equal fiber lengths), this causes a cancellation the continuous component (and associated noise). When using a standard optical-electrical converter (with single optical input), dominant noises are relative intensity noise (RIN) relative Intensity Noise) and the noise of shot (shot noise in English). The noise of shot is proportional to the average current detected, while the noise RIN is proportional to the square of this current. Like the signal-on-noise of an optical link increases with the square of the detected current, the increase in optical power is limited by the RIN that becomes so the predominant source of noise. A balanced detector allows you to delete the RIN and thus helps to improve the signal-to-noise ratio of the link.
Figure 2D illustrates another type of electronic modulator MEOIQ optical suitable for the implementation of the invention. This is a dual-control modulator called I / Q generally used for links with complex modulation formats such as modulation of amplitude in quadrature (in English, quadrature amplitude modulation:

QAM), QPSK phase modulations (in English, Quaternary Phase-Shift Keying) or m-PSK (m-ary Phase-Shift Keying), or modulation of Amplitude and Phase-Shift Keying or Asymmetric Phase-Shift Keying: APSK). It includes 2 modulators of Mach-Independent Zehnder integrated in a Mach-Zehnder interferometer primary. In the example of the figure, the polarization voltage of the primary Mach-Zehnder interferometer is applied to a third DC control input, which allows to control the relative phase between two arms of the interferometer, and therefore the output signal.
Figure 3 illustrates a frequency converter according to a first embodiment of the invention.
The first RF signal VRF1, having a central frequency f .RF1, and the second RF signal VRF2, having a center frequency fRF2, are, amplified and filtered by respective amplification and filtering blocks AF1, (optional) and then applied to the two RF inputs of an electronic modulator.
RF dual-port intensity optics (see, for example, FIGS. 2A, 2C, 2D). In FIG. 3 (and also in FIGS. 4, 5 and 6) the modulator ¨
possibly equipped with an RF combiner (CRF) - is designed so general by the MEO reference. The circuit and the bias voltage do not are not represented for the sake of simplification.
Two optical sources SL1, SL2, emitting at lengths 2v1, 22 are modulated by single frequency signals OL, SOL1, SOL2, of frequency foL1, mad respectively, generated respectively by local oscillators, OL1, 0L2. SO1 and SO2 the optical signals at wavelength X.1 and 12 respectively, of which the envelope is modulated at the frequency foLi, mad respectively.
The number of OL optical signals, equal to two, is given only as an example and is not limiting.
The sources SL1 may for example be semiconductor lasers.
directly modulated by the signals 0L1, 0L2 if the frequency of these is not too high (<15 GHz) or laser sources emitting in continuous mode, their optical flux being modulated by a modulator integrated or external controlled by signals SOL1, SOL2. The optical source and the local oscillator can also be integrated into an oscillator optoelectronics. The generation of OL1 and 0L2 signals in the form photonics can for example be made from a pulsed laser (or mode-locked laser mode) or a bi-laser the mode of which, respectively the period of the pulses or the difference Frequency between the two modes correspond to the LO frequency of interest.
The OL optical signals thus modulated are multiplexed by a multiplexer MUX, (ie WDM of the English Wavelength Division Multiplexing, that is wavelength division multiplexing) and injected at the optical input of the MEO modulator via a fiber optical system or, in the case of an integrated solution, a planar waveguide.
At the output of the electro-optical modulator two optical signals at the wavelengths Xi and X2 whose envelope has a complex modulation. The signal at wavelength 20 presents in particular spectral components at frequencies fRF1, fRF2, fL01. Similarly, signal at the wavelength X2 has particular components at frequencies fRF1, fRF2, fLO2 These two optical signals are then transmitted by optical fiber (or planar waveguide) to a DEMUX demultiplexer which allows them to be filtered in frequency and to direct them to photodetectors (or optical-electrical converters) COE1, COE2, typically PIN-type photodiodes (positive-intrinsic-negative) or UTC (from the English Uni-Traveling Carrier).
The electrical signals generated by photodetection of wavelengths 2%, 1, X2 contain the spectral components at frequencies fRF1 + f1, fRF1-f1, fRF2 + fLo1, fRF2-f1, 2fLoi, fRF1 + 2fLoi, and fRF11-FL02, fRF1-fL02, fRF2 + fL02, fRF2-fL02, 2fL02, fRF1 + 2fLo2, respectively. These spectral components of intermodulation appear at the time of the detection, because the photodetectors are sensitive to imensity bright, that is to say the square of the electric field.

They are then filtered using RF technology to extract the useful components and so reject others. For example, the converter of FIG. 3 makes it possible to convert the signal VRF1 to the frequency fRF1-fInd and the VRF2 signal at the frequency fRF2-fi_02. A single electro-optical modulator allows therefore to advantageously replace two RF mixers.
The set consisting of DEMUX demultiplexer and optical-electric converters COE1, COE2 form what we can call an optical-electrical conversion system rated SCOE.
In the embodiment of Figure 4, more than two Optical signals are injected into the MEO modulator. More precisely, in the converter of FIG. 4, four optical sources SL1, SL2, SL3, SL4 emitting at respective wavelengths Xi, X, 2, 13, X4 are modulated by single-frequency RF signals SOL1, SOL2, SOL3, SOL4 from crazy frequency, crazy, foL3, fired, generated respectively by oscillators premises, OL1, 0L2, 0L3, 0L4. The number of four is given only to as an example and is not limiting. This allows you to perform conversions multiple frequencies of the two RF signals VRF1 and VRF2. For example, the The converter of FIG. 3 makes it possible to convert the signal VRF1 to the frequency fRF1-fLoy but also at the frequency fRF1-ft_03, and the signal VRF2 at the frequency fRF2-fLO2 and at the frequency fRF2-fL04.
In addition, the embodiment of FIG. 4 differs from that of FIG. 3 in that the converter of FIG.
SDOE optical-electrical detection system different from that of the figure 3. This system includes a single DOE photodetector that generates a signal electrical complex whose useful spectral components are extracted by a bank of BFE electric filters. In this case, the wavelengths multiplexed must have sufficient frequency spacing important so that the heterodyne beat at the frequency difference between they do not generate a parasitic line in the useful band. This approach facilitates the use of a balanced photodiode for optical conversion electrical condition, provided that the electro-optical modulator is dual exit optical (see Figure 2C).

Of course, the optical-electrical conversion system of Figure 3 can also be used in a converter setting artwork more than two optical signals, and conversely that of Figure 4 can also be used in a converter implementing only two optical signals.
Figure 5 illustrates a frequency converter according to a third embodiment of the invention, implementing a modulator single RF access electro-optical and single optical output, such as illustrated in Figure 2B. The two RF signals VRF1 and VRF2, are combined by 0 the CRF radio frequency combiner before being applied to the single RF input of the modulator. The structure of the optical-electrical conversion system SCOE is identical to that shown in Figure 3 above and is consisting of a demultiplexer associated with as many photodiodes as there is of local oscillators.
Figure 6 illustrates a frequency converter according to a fourth embodiment of the invention, wherein a modulation at single sideband (SSB) is realized. For this, the signal VRF1 is divided into two components of the same amplitude by an RF separator marked SEP. One of these components is applied to the first RF input of the MEO modulator; the other component is out of phase, for example 90 (n / 2 radians) for a quadrature bias, and combined with the second radio frequency signal VRF2 by means of a DEP combiner / phase shifter before being applied to the second RF input of the MEO modulator (more generally, the value of the phase shift to apply to obtain an SSB modulation depends on the polarization voltage of the modulator). The presence of purely RF components such as SEP, DEP
limit the broadband nature of the converter, as it is also the case for the embodiment of Figure 5. The use of a modulation at single spectral band reduces the number of intermodulation products present in the photodetection signal.
Figures 7A-70 illustrate the performance of a frequency converter according to one embodiment of the invention, based on on the use of an electro-optical dual-access RF modulator (figure 2A) and in particular the importance of the choice of the bias voltage, and therefore the operating point of the modulator. The case considered corresponds to two RF signals, VFR1 and VRF2, with frequencies fRF1 = 28.5 GHz (band Ka) and fRF2 = 49.7 GHz (V band), and having the same amplitude equal to -10 dBm. For the sake of simplicity, a single +14.5 optical power signal dBm modulated at a foLi frequency of 10.2 GHz was used. The signal of output (envelope of the optical signal at the output of the modulator) is observed on a spectral range between 17 GHz and 22 GHz (useful band in Ka:
17.2 GHz ¨ 20.2 GHz), thus including the intermediate frequency fFi- = fRF, ¨
crazy.
Figure 7A shows the power spectrum of the RF signal from output, expressed in dBm, in the case where the bias voltage VB takes its optimal value Nha. This bias voltage value is optimal particularly for the first embodiment (described in FIG. 2A) in that it maximizes the rejection of the parasitic line at the frequency fFF2-fRF1, likely to be in the useful band. However, this tension of Optimal polarization can take other values, depending on the type of modulator used. It can be noted, in addition to the component useful to the ffi frequency a significant parasite component at a frequency 2foL1 and other lower parasitic components corresponding to products intermodulation at frequencies 2fRF1 + foL1-fRF2 and fRF2-3foL1. The component at frequency 2fou is not a problem because it is mono-frequency and can so be easily eliminated. Other intermodulation products, by against, may give rise to interference, so it is important that their level remains sufficiently low compared to that of the useful component.
Figures 7B and 7C correspond to situations in which the bias voltage deviates from 10 mV and 50 mV, respectively, of its optimum value. We can notice that this gap led to the emergence of a new, predominant intermodulation product at a frequency fRF2 - fRF1.
In FIG. 8, the square-shaped dots represent the relative power of intermodulation product at frequency f .RF2 - fRF1 by to that of the wanted signal at the frequency fFi (in dBc) as a function of the polarization voltage VB (the optimum value Vid2 being equal to 2.5 V), for the first embodiment. We can notice that this relative power increases rapidly with the difference IVB - Vit / 21, hence the importance of stabilizing VB. For VB = Vd2 the intensity of the component fRF2 ¨ fRF1 does not fall to zero, because the path is limited by the noise floor.
Figure 9 shows the power spectrum of the RF signal from output for the case VB = VII2 in the case of a modulator with double optical output followed by a balanced photodiode detection (Figure 20). It can be seen that the noise is reduced very considerably, to the point of not being visible in the figure, and that the parasitic component at the frequency 2f ff A
. RF1 +. YES -.RF2 faded away. These best performances, however, are obtained at the price a more delicate implementation especially due to the pairing in length fibers between the modulator and the optical receiver. .
For example, in future systems of Very High Speed Telecommunications (VHTS) Throughput Systems) the spectrum of gateway uplinks (gateways in English) may simultaneously use bands of frequencies Ka and V, while the downlinks (beams users) will be in Ka band. Each uplink will require 1 (Ka band) and 2 (V band) different frequency conversions. For example, for a repeater with 50 inputs from a gateway, the technology Conventional RF requires the implementation of 50 low-power amplifiers Low Noise Amplifier (LNA) in V-Band 50 demultiplexers, 100 converters from V-band to Ka-band and 50 Ka to Ka converters.
Figure 11 illustrates a SAT telecommunications satellite comprising a set of antennas receiving REC to receive uplink signals LM of a GW gateway, an antenna assembly in transmission TRAN to emit user beams forming a LD downlink and a CUT telecommunications payload realizing, among other things, frequency conversions and interconnections required.
Figure 10 is a block diagram of such a load useful, which can handle this situation using only 50 photonic frequency converters (vs.150 for RF technology) according to the invention. This has a positive and significant impact on the budgets of mass, power and cost of the satellite.
The payload of FIG. 10 is a forward path receiving the signals from 25 transmitting stations and rebroadcast them to the 150 beams users. The number of transmitting stations and beams is given to title example only. It includes a network of 25 antennas Al ¨ A25 operating, in reception, in the V bands (around 50 GHz) and Ka (around 30 GHz), on two orthogonal polarizations. So every antenna has two outputs, one for polarization and frequency band. Each Antenna output is filtered on the appropriate bandwidth, in V-band or in Ka band. Then rings of redundancy AR1, AR2 based on RF switches allow to implement additional channels in cold redundancy.
The assembly designated by the ECF reference comprises 50 photonic frequency converters according to the invention. Each electro-optic modulator this set receives on a first input RF a signal in band Ka, on a second between RF a signal in band V
and on its optical input three optical signals multiplexed at three lengths of distinct waves, 11, 12, 2L3 modulated at respective RF frequencies by local oscillator holes L01, L02, L03. At the output of each modulator, a photodetector allows to recover RF signals corresponded to different mixtures of RF frequencies received and generated by the local oscillators. The three useful signals are:
- the signal received in Ka band, now translated at 20 GHz about ;
the two received signals corresponding to the sub-bands of the V band, also translated at around 20 GHz.

At the output, rings of redundancy AR3, AR4, AR5 to base of RF switches allow to select the active channels, and RF filters filter the desired useful subband before to route the signals to the amplification section at 20 GHz AMP.
After power amplification, a last filter stage cleans up the spectrum before the signals are re-emitted by the antennas transmission to the 150 user beams.
FIG. 12 represents a photonic converter realizing simultaneously downconverting an RF signal, designated by the reference RFi, and the upconversion of a frequency signal intermediate Fi.
In the converter of FIG. 12, an electronic modulator MEO dual RF access optic is simultaneously powered on one of its RF channels by the RF1 signal and on the other RF channel by the Fi signal from an analog or digital PAN processor.
Two local oscillators L01, L02, of different frequencies, are transferred on optical carriers respectively to lengths of wave Xi and 12, which are multiplexed in wavelength and sent on the optical input of the modulator.
The first local oscillator L01, at the wavelength allows the downlink frequency conversion of the RF1 signal to a signal at a frequency Wire compatible with the input of the processor PAN. After demultiplexing (DEMUX) in wavelength, at the output of modulator, only the composite signal at the wavelength It carrying the component wire is isolated on one of the corresponding output paths of the demultiplexer. This signal is then detected by a converter optical / electrical, filtered (RF) and transmitted to the processor for treatment.
The second local oscillator L02, at wavelength 212 makes it possible to convert the rising frequency of the output signal Fi the PAN processor, at an intermediate frequency, to a radio frequency RF2 transmitted, after filtering, to the output amplification section of the payload (not shown). After wavelength demultiplexing, modulator output, only the composite signal at wavelength 12 carrying this RF2 component is isolated on one of the escape routes corresponding of the demultiplexer. This signal is then detected directly by an optical / electrical converter or can be transmitted by optical fiber to the RF filters and output amplification section of the payload.
In in this case, the optical / electrical conversion is performed upstream of the RF filters.

In the converter of FIG. 12, the electron modulator MEO optics is polarized in such a way that the amplitudes of parasitic components at frequencies RF1 Fi1 are significantly rejected with respect to the desired useful signal amplitude.

Claims (11)

REVENDICATIONS 21 1. Convertisseur de fréquence photonique comprenant :
un modulateur électro-optique d'intensité (MEO) présentant une entrée optique (EO) et au moins une sortie optique (SO),;
un ensemble de sources optiques (SL1 SL4) configurées pour générer des signaux optiques (SO1 ¨ SO4) à au moins deux longueurs d'onde différentes ¨ 24, modulés par des signaux d'oscillateur local (SOL1 ¨ SOL4) respectifs dont deux au moins présentent des fréquences différentes ;
un multiplexeur optique (MUX) agencé pour multiplexer lesdits signaux optiques et les injecter dans l'entrée optique du modulateur ;
- un système de détection optique/électrique (SCOE, COE1, COE2, PDE) configuré pour convertir des signaux optiques issus du modulateur électro-optique d'intensité vers le domaine radiofréquence ; et - une banque de filtres électriques (BFE) configurée pour extraire des composantes spectrales des signaux convertis vers le domaine radiofréquence ;
caractérisé en ce que le modulateur électro-optique d'intensité
présente également au moins une entrée pour une tension continue (EC) et au moins deux entrées RF (EC1, EC2) pour recevoir deux signaux radiofréquence de modulation (VRF1 VRF2) à des fréquences différentes.
A photonic frequency converter comprising:
an electro-optical intensity modulator (MEO) having an optical input (EO) and at least one optical output (SO) ,;
a set of optical sources (SL1 SL4) configured to generate optical signals (SO1 ¨ SO4) to at least two different wavelengths ¨ 24, modulated by oscillator signals (SOL1 ¨ SOL4) respective of which at least two have different frequencies;
an optical multiplexer (MUX) arranged for multiplexing said optical signals and injecting them into the optical input of the modulator;
- an optical / electrical detection system (SCOE, COE1, COE2, PDE) configured to convert optical signals from the electro-optic modulator of intensity towards the radiofrequency domain; and an electric filter bank (BFE) configured to extract spectral components of signals converted to the domain radio frequency;
characterized in that the electro-optical intensity modulator also has at least one input for a DC voltage and at least two RF inputs (EC1, EC2) to receive two signals modulation radiofrequency (VRF1 VRF2) at different frequencies.
2. Convertisseur de fréquence selon la revendication 1 dans lequel le dit modulateur électro-optique d'intensité (MEO) est du type à
interféromètre de Mach-Zehnder.
2. Frequency converter according to claim 1 in which the so-called electro-optical intensity modulator (MEO) is of the Mach-Zehnder interferometer.
3. Convertisseur de fréquence selon la revendication 2 dans lequel le dit modulateur électro-optique d'intensité est du type à
interféromètre de Mach-Zehnder à double accès RF (MEODA) et présente deux entrées RF

(EC1, EC2) pour deux signaux radiofréquence de modulation (VRF1, VRF2) respectifs.
Frequency converter according to claim 2 in which said electro-optical intensity modulator is of the type to interferometer dual-access Mach-Zehnder (MEODA) and two RF inputs (EC1, EC2) for two modulation radiofrequency signals (VRF1, VRF2) respectively.
4. Convertisseur de fréquence selon la revendication 2 dans lequel ledit modulateur électro-optique d'intensité est du type à
interféromètre de Mach-Zehnder I/Q (MEOIQ) et présente deux entrées RF (EC1, EC2) pour deux signaux radiofréquence de modulation (VRF1, VRF2) respectifs.
4. Frequency converter according to claim 2 in which said electro-optical intensity modulator is of the interferometer Mach-Zehnder I / Q (MEOIQ) and has two RF inputs (EC1, EC2) for two respective modulation radiofrequency signals (VRF1, VRF2).
5. Convertisseur de fréquence selon la revendication 2 dans lequel ledit modulateur électro-optique d'intensité est du type à
interféromètre de Mach-Zehnder à accès RF unique (MEOAU) présentant une seule entrée RF (EC), le convertisseur comprenant également un combineur de signaux RF (CRF) configuré pour recevoir en entrée deux signaux RF de modulation (V RF1, V RF2) respectifs, les combiner et les appliquer à ladite entrée RF du modulateur électro-optique d'intensité.
Frequency converter according to claim 2 in which said electro-optical intensity modulator is of the interferometer Mach-Zehnder with Single RF Access (MEOAU) with Single Input RF (EC), the converter also comprising a signal combiner RF (CRF) configured to receive two RF modulation signals as input (V RF1, V RF2) respectively, combine them and apply them to said RF input of the electro-optical modulator of intensity.
6. Convertisseur de fréquence selon l'une des revendications 2 à 5 comprenant également un circuit de polarisation configuré pour appliquer à au moins une entrée de contrôle du modulateur électro-optique d'intensité une tension de polarisation (V B1, V B2, V B) adaptée pour minimiser l'intensité d'une composante spectrale des signaux optiques issus du modulateur électro-optique d'intensité à une fréquence somme ou différence des fréquences des signaux radiofréquence de modulation. 6. Frequency converter according to one of Claims 2 to 5 also comprising a polarization circuit configured to apply to at least one modulator control input electro-optical intensity of a bias voltage (V B1, V B2, VB) suitable to minimize the intensity of a spectral component of the optical signals from the electro-optical intensity modulator at a sum frequency or difference in the frequencies of the modulation radiofrequency signals. 7. Convertisseur de fréquence selon l'une des revendications précédentes comprenant également un démultiplexeur (DEMUX) optique agencé pour démultiplexer les signaux optiques issus du modulateur électro-optique d'intensité. 7. Frequency converter according to one of preceding claims also comprising a demultiplexer Optical device (DEMUX) arranged to demultiplex the optical signals from the electro-optical modulator of intensity. 8. Convertisseur de fréquence selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit modulateur électro-optique d'intensité est du type à double sortie optique complémentaire (MEODS), le système de conversion optique/électrique comprenant au morns un photodétecteur équilibré (PDE). 8. Frequency converter according to one of preceding claims wherein said electro-optical modulator intensity is of the complementary dual optical output type (MEODS), the optical / electrical conversion system comprising at least one balanced photodetector (PDE). 9. Charge utile de télécommunication (CUT) pour un satellite (SAT) comprenant au moins un convertisseur de fréquence selon l'une des revendications précédentes. 9. Telecommunication payload (CUT) for a satellite (SAT) comprising at least one frequency converter according to one of the preceding claims. 10. Procédé de conversion de fréquence au moyen d'un convertisseur selon l'une des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes :
- appliquer à l'entrée ou aux entrées RF (EC, EC1, EC2) du modulateur électro-optique d'intensité (MEO) du convertisseur deux signaux radiofréquence (V RF1, V RF2) dont les fréquences doivent être converties ;
- activer les sources optiques du convertisseur (SL1 ¨ SL4) et pour générer lesdits signaux optiques (SO1 ¨ SO4) à au moins deux longueurs d'onde différentes (.lambda.1 ¨ .lambda.4), modulés par lesdits signaux d'oscillateurs locaux (SOL1 ¨ SOL4) respectifs ;
- récupérer des signaux optiques issus de la sortie optique du modulateur électro-optique d'intensité, les convertir vers le domaine radiofréquence et les filtrer pour en extraire des composantes spectrales correspondant chacune à un signal radiofréquence d'entrée mélangé avec l'un desdits signaux d'oscillateur local.
10. Frequency conversion method by means of a converter according to one of the preceding claims comprising the following steps :
- apply to the RF input or inputs (EC, EC1, EC2) of the Electro-optical intensity modulator (MEO) of the two-signal converter radio frequency (V RF1, V RF2) whose frequencies must be converted;
- activate the optical sources of the converter (SL1 ¨ SL4) and for generating said optical signals (SO1 ¨ SO4) at least two different wavelengths (.lambda.1 ¨ .lambda.4), modulated by said signals local oscillators (SOL1 ¨ SOL4);
- recover optical signals from the optical output of the electro-optical intensity modulator, convert them to the domain radiofrequency and filter them to extract spectral components each corresponding to an input radio frequency signal mixed with one of said local oscillator signals.
11. Procédé selon la revendication 10 comprenant également l'étape suivante :
- appliquer à au moins une entrée de contrôle du modulateur électro-optique d'intensité une tension de polarisation (V B1, V
B2, V B) adaptée pour minimiser l'intensité d'une composante spectrale des signaux RF issus du système de détection optique/électrique à une fréquence somme ou différence des fréquences des signaux radiofréquence de modulation.
11. The method of claim 10 further comprising the next step :
- apply to at least one control input of the electro-optical modulator of intensity a bias voltage (V B1, V
B2, VB) adapted to minimize the intensity of a spectral component of RF signals from the optical / electrical single-frequency detection system sum or difference of the frequencies of the radiofrequency signals of modulation.
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